• 전기학회논문지
• /
• 제60권10호
• /
• pp.1959-1965
• /
• 2011

Measuring the movement of joint angle of human body is very important clinically. Human joint angle displacement can be used to evaluate the degree of disease and disability. Also, we can determine the rehabilitation process with angular information. Conventional methods for measuring angular displacement are many weakness. The purpose of this study is to overcome the limitations of existing equipments by using optical method. For this reason, optical sensor system was used to correlate detected light signal with joint angle. Experimental results of the applied joint model in this study showed that joint angular displacement can be measured by optical signals. The suggested method is simple, durable, small, lightweight, convenient, and cost effective.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제12권4호
• /
• pp.255-261
• /
• 2008

This paper reports a side-coupled asymmetric $1{\times}2$ plastic optical fiber coupler for an optical sensor system. The dependence of the optical power coupling ratio on the coupling angle and refractive index of the adhesion layer in both the forward and backward directions was examined based on the geometrical optics. It was confirmed experimentally that the coupling ratios can be optimized by controlling the coupling angle and refractive index of the adhesion layer. A maximum forward coupling efficiency > 93% was achieved.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제20권1호
• /
• pp.156-164
• /
• 2016

We demonstrated the pretilt angle effect on the viewing angle properties of a single-domain fringe-field switching (FFS) liquid crystal (LC) mode. By performing the Póincare sphere analysis, we investigated, in detail, the origin of the viewing angle asymmetry that exists in the single-domain FFS LC mode both in the field-on and field-off states. Using this analysis, we confirmed that the pretilt angle reduces the viewing angle symmetry in the single-domain FFS LC mode. Finally, we examined the effect of a zero pretilt angle on the viewing angle symmetry by evaluating real single-domain FFS LC cells.

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
• /
• 제8권2호
• /
• pp.14-19
• /
• 2007

Angle sensors based on the principle of autocollimation, which are usually called autocollimators, can accurately measure small tilt angles of a light-reflecting flat surface. This paper describes a prototype micro-angle sensor that is based on the laser autocollimation technique. The new angle sensor is compact and consists of a laser diode as the light source and a quadrant photodiode as a position-sensing device. Because of its concise design, the microangle sensor facilitates dynamic measurements of the angular error motions of a precision stage without influencing the original dynamic properties of the stage. This is because the sensor only requires a small extra target mirror to be mounted on the stage. The sensitivity of the angle detection is independent of the focal length of the objective lens; therefore, an objective lens with a relatively short focal length is employed to reduce the size of the device. The micro-angle sensor uses a single lens for the both the laser collimation and focusing, which distinguishes it from the conventional laser autocollimation method that has separate collimate and objective lenses. The new micro-angle sensor has dimensions of $15.1\times22.0\times14.0mm$ and its resolution is better than 0.1 arc-second The optical design and performance of this micro-angle sensor were verified by experimental results.

• 한국광학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.79-85
• /
• 2021

본 논문에서는 빔 확산각 최소화를 통해 장거리에서 측정이 가능하도록 한 ToF 레이저 거리센서 광학계 설계에 대한 연구를 진행하였다. 거리센서는 장거리 측정 시 거리가 멀어질수록 레이저 빔의 확산각으로 인해 물체 표면에 도달하는 빔의 광량이 급격히 저하되며, 이로 인해 센서에 수신되는 광량도 감소되어 측정이 되지 않거나 측정 오차가 발생하게 된다. 일반적으로 빔 확산각을 최소화하는 광학계로 실린더 렌즈가 사용된다. 그러나 실린더 렌즈를 이용한 광학계는 광학계 크기가 커지는 문제뿐만 아니라 조립 공차의 어려움으로 인해 성능이 저하된다는 문제점이 있어 최근 비구면 렌즈를 사용하는 추세가 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 실린더 렌즈를 이용한 광학계와 비구면 렌즈를 이용한 광학계의 광효율과 조립공차를 비교 분석하고자 한다.

• Current Optics and Photonics
• /
• 제3권2호
• /
• pp.154-163
• /
• 2019

In this study, we developed an optical sighting system capable of shooting at a long-distance target by operating a digital gyro mirror composed of a gyro sensor and an FSM. The optical sighting system consists of a reticle part, a digital gyro mirror (FSM), a parallax correction lens, a reticle-ray reflection mirror, and a partial reflection window. In order to obtain the optimal volume and to calculate the leading angle range according to the driving angle of the FSM, a calculation program using Euler rotation angles and a three-dimensional reflection matrix was developed. With this program we have confirmed that the horizontal leading angle of the developed optical sighting system can be implemented under about ${\pm}8^{\circ}$ for the maximum horizontal driving angle (${\beta}={\pm}12.5^{\circ}$) of the current FSM. Also, if the ${\beta}$ horizontal driving angle of the FSM is under about ${\pm}15.5^{\circ}$, it can be confirmed that the horizontal direction leading angle can be under ${\pm}10.0^{\circ}$. If diagonal leading angles are allowed, we confirmed that we can achieve a diagonal leading angle of ${\pm}10.0^{\circ}$ with a vertical driving angle ${\alpha}$ of ${\pm}7.1^{\circ}$ and horizontal driving angle ${\beta}$ of ${\pm}12.5^{\circ}$.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제41권2호
• /
• pp.27-32
• /
• 2004

Absolute optical angle 센서는 디지털 광학 장치의 핵심적인 부분이라고 말할 수 있으며, 이 장치의 목적은 Pseudorandom-code와 Geometry-code를 이 용하여 코드화된 원판(coded disk)의 상대적/절대적 변위 (Relative/Absolute angle position)를 해결하기 위함이다. 이 기술에서 디스크의 각 위치(Angular position)는 먼저 Pseudorandom-code에 의해 "Coarse" angle이 검출되어 결정되어지며, 그런 다음 Geometry-code의 Pixel 계산에 의해서 얻어지는 "Fine" angular position 데이터는, 7㎛의 Line image 센서를 사용 시, 시스템의 0.006°분해능 결과를 구할 수 있다. 제안된 기술은 비접촉 반사 특성, 시스템의 높은 분해능, 상대적으로 간단한 코트 패턴 그리고 센서의 고유한 디지털 성질을 갖는 등 많은 면에서 새로운 방식이다 더 나아가서 시스템은 두 개의 코드화된 원판에 적용하여 얻어진 절대 자의 변형(Absolute angular displacement)을 관찰하는 방식으로 쉽게 토크 센서로 변경할 수 있다. 제안된 센서의 디지털 광전 특성은 토크와 각을 동시에 측정함으로써 자동 차량 시스템에 사용 시 이상적인 시스템을 만든다. 본문에서는 코드화된 원판의 정확한 각 위치(Angular position)를 결정하기 위하여 Pseudo random-code와 Geometry-code를 활용한 기술을 제안하며, 아이디어의 실행 가능성을 구현하는 실험 결과를 제시하였다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
• /
• 제54권9호
• /
• pp.407-413
• /
• 2005

The optical current transformer was developed for 170 kV GIS using optical fiber. The sensor optimized on the optical CT was wound 3 turns and twisted 4 times per a turn at the pipe with a diameter of 130 m. To optimize the optical CT, the output signal was measured according to the setting angle of polarizer and analyzer, The asymmetry and distortion of the output signals were improved when the parallel polarized light was incident to the fiber sensor and under the angle of analyzer was $45^{o}$. The measurement error for the linearity was only $\pm{0.42}\;\%$ to 1,000 A in the case of reflection type.

• 한국광학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.126-132
• /
• 2021

본 논문에서는 특이 광 투과 현상 센서에서 보조 파장 홀 패턴에 입사되는 광원의 각도 조절을 통해 센서의 민감도를 측정 및 분석하여 이를 극대화할 수 있는 방법을 고안하였다. 입사파 광원을 평행화된 광원과 각도가 서로 다른 두 개의 집속화된 광원 총 3개의 광원을 시스템적으로 설계하여 서로 다른 각도로 보조 파장 홀 패턴에 입사되게 제작하였다. 그리고 증류수(n=1.333)와 굴절률 정합액(n=1.360, 1.380)을 사용하여 투과 스펙트럼을 측정하고 센서의 민감도를 계산한 결과 평행화된 광원을 사용하였을 때 센서의 민감도가 향상됨을 확인하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.57-60
• /
• 2009

CMOS 이미지 센서의 수광 효율을 높이기 위해서 픽셀의 광 통로 벽에 광학 박막의 도입을 제안하고자 한다. Essential Macleod를 이용하여 시뮬레이션해 본 결과, 전반사가 일어나는 범위가 현저히 증가하였다. 특히 공기 박막을 도입할 경우에, 그 효과가 가장 현저하여, 광 통로 벽에서의 전반사 임계각이 50도로까지 확대되었다.